バクテリアと他の種類の細胞の間には多くの興味深い違いがあります。 これらの中には、細菌におけるプラスミドの存在があります。 DNAのこれらの小さな輪ゴムのようなループは、細菌の染色体から分離されています。 知られている限りでは、プラスミドはバクテリアにのみ見られ、他の生命体には見られません。 そして、それらは現代のバイオテクノロジーにおいて重要な役割を果たしています。
細菌の染色体
例外はありますが、ほとんどの細菌は単一の環状染色体を持っています。 細菌の遺伝物質のほとんどはこの染色体に含まれており、細胞が分裂したときにのみ複製またはコピーされます。 ただし、細菌には1つまたは複数のプラスミドが含まれている場合もあります。 一部のプラスミドは細胞が分裂したときにのみ複製し、他のプラスミドは他のときにコピーされます。 特にプラスミドが細胞分裂とは独立して複製する場合、細胞内に同じプラスミドのコピーが複数存在する可能性があります。 DNA複製にはエネルギーが必要なため、細胞が分裂するときに、プラスミドの数が多いほど、より多くのエネルギーを消費します。 しかし、これらのプラスミドが抗生物質耐性などの利点をもたらす場合、それらが提供する利点の観点から、この負担を補う以上の可能性があります。
染色体とプラスミドのDNAの最も重要な違いは、遺伝物質が複製される場所とその可動性にあります。 プラスミド上の遺伝子は、染色体DNAよりもはるかに簡単に細菌間で移動できます。
活用
細菌におけるプラスミドと染色体DNAのもう1つの興味深い違いは、接合と呼ばれるプロセスです。 このプロセスは、プラスミドをバクテリア間で転送します。 移入されたプラスミドは、細菌の染色体とは別個で分離されたままであるか、その一部になる可能性があります。 プラスミド転移は抗生物質耐性の上昇に重要でした。 抗生物質耐性を付与する遺伝子は、プラスミドによく見られ、ある細菌種または集団から別の細菌種または集団に移されたように見えます。
その他の違い
一般に、細菌の染色体は通常、より高いコーディング密度を持っています。 これは、染色体の大部分がアクティブであり、タンパク質生産の指示を提供することを意味します。 一部のプラスミドは少数の遺伝子しか持っていない可能性があります。つまり、それらは染色体よりもはるかに小さく、機能の数は非常に限られています。
染色体は一般に、細菌の生存と成長に不可欠な代謝に関与するコア遺伝子を持っています。 一方、プラスミドは有用な機能的な「エクストラ」を持っている傾向があります。 これらの機能上の利点には抗生物質が含まれます 耐性、有害物質の解毒、または病気を引き起こす細菌の場合、侵入する能力 ホスト。
意義
プラスミドは、現代のバイオテクノロジーにおいて非常に重要なツールになっています。 分子生物学者は、プラスミドを使用して遺伝子を細菌に導入することがよくあります。 まず、酵素を使ってループ状のプラスミドを線状に変換します。 次に、目的の遺伝子をプラスミドにつなぎ合わせ、他の酵素を使用してプラスミドのリング状の形状を復元します。 最後に、それらはバクテリアにいくつかのプラスミドを組み込むことを強制する条件下でバクテリアをインキュベートします。 これらの遺伝子工学技術は、現代医学で使用されているインスリンやヒト成長ホルモンなどの重要なタンパク質を生産するのに非常に役立ちます。